風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軸承的抗疲勞設(shè)計(jì)與制造（1）

軸承抗疲勞制造技術(shù)疲勞破壞是滾動軸承典型的失效形式，疲勞失效形式包括次表面起源型、表面起源型和疲勞斷裂型…。
針對上述軸承產(chǎn)生疲勞失效的原因，通過成形技術(shù)、熱處理技術(shù)、機(jī)械加工技術(shù)、表面改性技術(shù)和長效防護(hù)技術(shù)的運(yùn)用，抗疲勞細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)和制造以及高純凈度高耐磨性軸承鋼的研發(fā)和應(yīng)用，可以改善軸承應(yīng)力分布，降低最大應(yīng)力，延緩次表面和表面裂紋源的形成和疲勞裂紋的擴(kuò)張，提高強(qiáng)度極限，防止疲勞斷裂等等，進(jìn)行抗疲勞制
造。

由于國家對包括風(fēng)電在內(nèi)的可再生能源發(fā)展的高度重視，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)2004年以后出現(xiàn)了“井噴式”發(fā)展的態(tài)。我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)總裝配容量已由2006年的世界第6位上升到2007年的第5位，2008年的第4位，2009年的第2位。

以裝用軸承最多的傳統(tǒng)的帶齒輪箱異步交流發(fā)電機(jī)為例測算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝用軸承量。其中偏航軸承1套，變槳軸承3套，發(fā)電機(jī)軸承3套，主軸軸承3套，增速器軸承16套，合計(jì)26套。此外，還有驅(qū)動減速機(jī)軸承未計(jì)算在內(nèi)。

按每年新增裝機(jī)容量10000～12000 MW計(jì)算，則每年需新增750kW～3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)約10 000臺左右，需軸承26萬套左右，其中特大型四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承約40000套左右。按每臺份軸承銷售額60一70萬元計(jì)算，則每年風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承總銷售額為60—70億元，這對軸承生產(chǎn)企業(yè)來說，是一個(gè)不小的市場。

電機(jī)的運(yùn)輸、吊裝十分困難，一旦軸承發(fā)生早期故障，維修費(fèi)用十分昂貴；因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組要求配套軸承至少要有20年使用壽命和高可靠性。由于我國風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)“井噴式”發(fā)展，我國軸承企業(yè)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承領(lǐng)域倉促上陣，缺乏深入的研發(fā)，留下很多隱患，將來有可能面臨高額索賠。因此，研究和應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承的抗疲勞制造技術(shù)已刻不容緩。

偏航軸承安裝于塔筒頂端、機(jī)倉底部，承載風(fēng)力發(fā)電機(jī)主傳動系統(tǒng)的全部質(zhì)量，用于準(zhǔn)確適時(shí)地調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)的迎風(fēng)方向。變槳軸承將槳葉和輪轂結(jié)合在一起，根據(jù)風(fēng)向，調(diào)整槳葉迎風(fēng)角度達(dá)到最佳狀態(tài)。

偏航和變槳軸承要有足夠的強(qiáng)度和承受軸向力、徑向力和傾覆力矩聯(lián)合作用的能力，要求運(yùn)行平穩(wěn)，啟動力矩小，潤滑、防腐及密封性能好。

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